Název: Archimédův kladkostroj. Tematický celek: Jednoduché stroje. Úkol: 1. Archimédův kladkostroj charakteristika stroje. 2. Navrhněte konstrukci robota zvedáku s Archimédovým kladkostrojem. 3. Určete sílu potřebnou pro zvednutí břemene. Určete práci vykonanou zvedákem s Archimédovým kladkostrojem. 4. Porovnejte s pevnou kladkou a kladkostrojem, popište výhody a nevýhody jednotlivých řešení. Robotické vnímání světa I. /19 1
1. Archimédův kladkostroj zvláštní případ kladkostroje, kdy je pohyblivý konec lana nad volnou kladkou zavěšený na třmen další volné kladky. pro velikost síly potřebné ke zvednutí břemena platí: mg F n 2 kde: m... hmotnost břemena n... počet volných kladek opět musíme počítat s tím, že skutečná nutná síla bude větší o ztráty způsobené třením účinnost Archimédova kladkostroje je vždy menší než 1 (η < 1) Robotické vnímání světa I. /19 2
Archimédův kladkostroj: Popis: 1) Pevná kladka 2) První volná kladka 3) Druhá volná kladka 4) Uchycení první volné kladky 5) Uchycení druhé volné kladky Robotické vnímání světa I. /19 3
2. Konstrukce robota s Archimédovou kladkou Celkový pohled na robota jeřáb: Robotické vnímání světa I. /19 4
Detail kladkostroje: Robotické vnímání světa I. /19 5
Detail šasi motoru s navijákem: : Robotické vnímání světa I. /19 6
3. Síla a práce při zvedání tělesa hmotnost tělesa počet volných kladek: n = 2 působící síla m = 102 g = 0,102 kg mg F n 2 0,102.10 F 2 2 N F = 0,25 N Ve skutečnosti působíme silou 0,32 N; rozdíl je způsobený třením v osách kladek a mezi lanem a kladkami. Práce W: kladka pokusně zvedla těleso o 6,5 cm vykonaná práce W = Fs W= 0,32.0,065 J W = 0,021 J o stejnou hodnotu vzrostla potenciální energie tělesa Ep ΔEp = W = 0,021 J Robotické vnímání světa I. /19 7
4. Závěr Archimédův kladkostroj má větší účinnost než klasický čtyřnásobného snížení potřebné síly (teoretické) u běžného kladkostroje dosáhneme při použití čtyř kladek (dva páry), u Archimédova kladkostroje při použití tří kladek (dvě volné + jedna pevná). Tím pádem nám také poklesne skutečná potřebná síla u Archimédova kladkostroje dochází k menšímu tření. Robotické vnímání světa I. /19 8